Fettforbrenning: bruk av kroppsfett i stedet for karbohydrater som drivstoff

Fettforbrenning er et veldig populært og ofte brukt begrep blant utholdenhetsutøvere. Men er det veldig viktig å brenne fett – og i så fall hvordan kan det best oppnås? Professor Asker Jeukendrup ser på hva forskningen sier

begrepet fettforbrenning refererer til evnen til å oksidere (eller brenne) fett, og dermed bruke fett-i stedet for karbohydrat-som drivstoff. Fettforbrenning er ofte forbundet med vekttap, reduksjon i kroppsfett og økning i lean body mass, som alle kan være fordelaktig for en idrettsutøver.

det er kjent at godt trente utholdenhetsutøvere har økt kapasitet til å oksidere fettsyrer. Dette gjør at de kan bruke fett som drivstoff når deres karbohydratbutikker blir begrensede. I motsetning til dette kan pasienter med fedme, insulinresistens og TYPE II diabetes ha nedsatt evne til å oksidere fett. Som et resultat kan fettsyrer lagres i musklene og i andre vev. Denne akkumuleringen av lipider og metabolitter i muskelen kan forstyrre insulinsignalkaskaden og forårsake insulinresistens. Det er derfor viktig å forstå faktorene som regulerer fettmetabolismen, og måtene å øke fettoksidasjon hos pasienter og idrettsutøvere.

fettoksidasjon under trening

Fett lagres hovedsakelig i (subkutan) fettvev, men vi har også små butikker i selve muskelen (intramuskulære triglyserider). Ved oppstart av trening vil neuronal (beta-adrenerg) stimulering øke lipolyse (nedbrytning av fett i fettsyrer og glyserol) i fettvev og muskel. Katekolaminer som adrenalin og noradrenalin kan også øke og bidra til stimulering av lipolyse.

så snart treningen begynner, mobiliseres fettsyrer. Fettvev fettsyrer må transporteres fra fettcellen til muskelen, transporteres over muskelmembranen og deretter transporteres over mitokondriamembranen for oksidasjon. Triglyserider lagret i muskel gjennomgår lignende lipolyse, og disse fettsyrene kan også transporteres inn i mitokondriene. Under treningen brukes en blanding av fettsyrer avledet fra adipocytter og intramuskulære butikker. Det er bevis som viser at trente personer lagrer mer intramuskulært fett og bruker dette mer som energikilde under trening (1).

fett oksidasjon er regulert på ulike trinn i denne prosessen. Lipolyse påvirkes av mange faktorer, men er for det meste regulert av hormoner (stimulert av katekolaminer og hemmet av insulin). Transporten av fettsyrer er også avhengig av blodtilførsel til fett-og muskelvev, samt opptak av fettsyrer i muskelen og inn i mitokondriene. Ved å hemme mobilisering av fettsyrer eller transport av disse fettsyrene, kan vi redusere fettstoffskiftet. Men er det også måter vi kan stimulere disse trinnene
og fremme fettmetabolismen?

Faktorer som påvirker fettoksidasjon

Treningsintensitet – en av de viktigste faktorene som bestemmer graden av fettoksidasjon under trening er intensiteten. Selv om flere studier har beskrevet forholdet mellom treningsintensitet og fettoksidasjon, ble dette forholdet nylig studert over et bredt spekter av intensiteter (2). I absolutte termer øker karbohydratoksidasjon proporsjonalt med treningsintensiteten, mens fettoksidasjonshastigheten i utgangspunktet øker, men avtar igjen ved høyere treningsintensiteter (se figur 1). Så selv om det ofte hevdes at du må trene ved lave intensiteter for å oksidere fett, er dette ikke nødvendigvis sant.

i en rekke nyere studier har vi definert treningsintensiteten der maksimal fettoksidasjon
observeres, Kalt ‘Fatmax’. I en gruppe trente individer ble det funnet at trening med moderat intensitet (62-63% Av VO2max eller 70-75% Av HRmax) var den optimale intensiteten for fettoksidasjon, mens den var rundt 50% av
VO2max for mindre trente individer (2,3).

den inter-individuelle variasjonen er imidlertid veldig stor. En utdannet person kan ha sin maksimale fettoksidasjon ved 70% VO2max eller 45%VO2max, og den eneste måten å virkelig finne ut er å utføre En Av Disse Fatmax-testene i laboratoriet. Men i virkeligheten kan den nøyaktige intensiteten der fettoksidasjonstoppene ikke være så viktig, fordi innen 5-10% av denne intensiteten (eller 10-15 slag per minutt), vil fettoksidasjon være like høy, og bare når intensiteten er 20% eller så høyere, vil fettoksidasjon falle raskt (se figur 1).

Denne treningsintensiteten (Fatmax) eller ‘zone’ kan ha betydning for vekttapsprogrammer, helserelaterte treningsprogrammer og utholdenhetstrening. Imidlertid har svært lite forskning blitt gjort. Nylig brukte vi denne intensiteten i en treningsstudie med overvektige personer. Sammenlignet med intervalltrening, forbedret fettoksidasjonen (og insulinfølsomheten) mer etter fire uker steady-state trening (tre ganger per uke) med en intensitet som tilsvarte deres Individuelle Fatmax (4).

Kostholdseffekter – den andre viktige faktoren er kosthold. En diett høy i karbohydrater vil undertrykke fett oksidasjon, og en diett lav på karbohydrater vil resultere i høy fett oksidasjon priser. Inntak av karbohydrat i timene før trening vil øke insulin og deretter undertrykke fettoksidasjon med opptil 35% (5) eller deromkring. Denne effekten av insulin på fettoksidasjon kan vare så lenge som seks til åtte timer etter et måltid, og dette betyr at de høyeste fettoksidasjonshastighetene kan oppnås etter en rask over natten.

Utholdenhetsutøvere har ofte brukt trening uten frokost som en måte å øke fett-
oksidativ kapasitet i muskelen. Nylig ble det utført en studie ved Universitetet I Leuven I Belgia, der forskere undersøkte effekten av et seks ukers utholdenhetstrening utført i tre dager i uken, hver økt som varer en til to timer (6). Deltakerne trente i enten fastet eller karbohydrat-matet tilstand.

når trening ble utført i fastende tilstand, observert forskerne en reduksjon i muskel
glykogenbruk, mens aktiviteten til forskjellige proteiner involvert i fettmetabolismen ble økt. Imidlertid var fettoksidasjon under trening den samme i de to gruppene. Det er imidlertid mulig at det er små, men signifikante endringer i fettmetabolismen etter fastetrening; men i denne studien kan endringer i fettoksidasjon ha blitt maskert av det faktum at disse fagene fikk karbohydrat under deres eksperimentelle forsøk. Det må også bemerkes at trening etter en rask over natten kan redusere treningskapasiteten og kan derfor bare være egnet for treningsøkter med lav til moderat intensitet. Effekten av slik trening for vektreduksjon er heller ikke kjent.

Treningsvarighet – det har lenge vært fastslått at oksidasjon blir stadig viktigere når treningen utvikler seg. Under ultra-utholdenhetstrening kan fettoksidasjon nå topper på 1 gram per minutt, selv om (som nevnt I Dietteffekter)fettoksidasjon kan reduseres dersom karbohydrat inntas før eller under trening. Når det gjelder vekttap, kan treningsvarigheten være en av nøkkelfaktorene, da det også er den mest effektive måten å øke energiforbruket på.

Treningsmodus – treningsmodaliteten har også en effekt på fettoksidasjon. Fettoksidasjon har vist seg å være høyere for et gitt oksygenopptak under gang og løp, sammenlignet med sykling(7). Årsaken til dette er ikke kjent, men det har blitt antydet at det er relatert til større effekt per muskelfiber i sykling sammenlignet med det i løping.

Kjønnsforskjeller – selv om noen studier i litteraturen ikke har funnet kjønnsforskjeller i metabolisme, indikerer flertallet av studiene nå høyere forekomst av fettoksidasjon hos kvinner. I en studie som sammenlignet 150 menn og 150 kvinner over et bredt spekter av treningsintensiteter, ble det vist at kvinnene hadde høyere fettoksidasjon over hele spekteret av intensiteter, og at deres fettoksidasjon toppet seg med en litt høyere intensitet(8). Forskjellene er imidlertid små og kan ikke ha noen fysiologisk betydning.

Kosttilskudd

det er mange kosttilskudd på markedet som hevder å øke fettoksidasjon. Disse kosttilskudd inkluderer koffein, karnitin, hydroxycitric acid (HCA), krom, konjugert linolsyre (CLA), guarana, citrus aurantium, Asiatisk ginseng, cayennepepper, coleus forskholii, glucomannan, grønn te, psyllium og pyruvat. Med få unntak er det lite bevis på at disse kosttilskuddene, som markedsføres som fettbrennere, faktisk øker fettforbrenningen under trening (se tabell 1).

en av de få unntakene kan imidlertid være grønn te ekstrakter. Vi har nylig funnet ut at grønn teekstrakter økte fettoksidasjon under trening med ca 20% (4). Mekanismene til dette er ikke godt forstått, men det er sannsynlig at den aktive ingrediensen i grønn te, kalt epigallocatechin gallat (EGCG – en kraftig polyfenol med antioksidantegenskaper) hemmer
enzymet katekol O-metyltransferase (COMT), som er ansvarlig for nedbrytningen av noradrenalin. Dette kan igjen føre til høyere konsentrasjoner av noradrenalin og stimulering av lipolyse, noe som gjør flere fettsyrer tilgjengelige for oksidasjon.

Miljø – Miljøforhold kan også påvirke hvilken type drivstoff som brukes. Det er kjent at trening i et varmt miljø vil øke glykogenbruk og redusere fettoksidasjon, og noe lignende kan observeres i høy høyde. På samme måte, når det er ekstremt kaldt, og spesielt når det rystes, synes karbohydratmetabolismen å bli stimulert på bekostning av fettmetabolismen.

Treningstrening

for tiden er den eneste beviste måten å øke fettoksidasjon under trening, å utføre regelmessig fysisk aktivitet. Treningstrening vil regulere enzymer av fettoksidasjonsveiene, øke mitokondriell masse, øke blodstrømmen, etc., som alle vil muliggjøre høyere nivåer av fettforbrenning.

Forskning har vist at så lite som fire uker med regelmessig mosjon (tre ganger per uke i
30-60 minutter) kan øke fettoksidasjonshastigheten og forårsake gunstige enzymatiske endringer(10). Imidlertid er det for lite informasjon tilgjengelig for å trekke noen konklusjoner om det optimale treningsprogrammet for å oppnå disse effektene.
i en studie undersøkte vi maksimale mengder fettoksidasjon hos 300 personer med varierende treningsnivå. I denne studien hadde vi overvektige og stillesittende personer, samt profesjonelle syklister (9). VO2max varierte fra 20,9 til 82,4 ml/kg / min. Interessant, selv om det var en sammenheng mellom maksimal fettoksidasjon og maksimal oksygenopptak, på individnivå, kan fitness ikke brukes til å forutsi fettoksidasjon. Hva dette betyr er at det er noen overvektige personer som har lignende fettforbrenning priser til profesjonelle syklister (se figur 2)! Den store interindividuelle variasjonen er knyttet til faktorer som kosthold og kjønn, men forblir i stor grad uforklarlig.

Vekttap treningsprogrammer

Fettforbrenning er ofte forbundet med vekttap, nedgang i kroppsfett og økning i lean body mass. Det må imidlertid bemerkes at slike endringer i kroppsvekt og kroppssammensetning kun kan oppnås med en negativ energibalanse: du må spise færre kalorier enn du bruker, uavhengig av drivstoffene du bruker! Den optimale treningstypen, intensiteten og varigheten for vekttap er fortsatt uklart. Nåværende anbefalinger er for det meste fokusert på å øke energiforbruket og øke treningsvolumene. Å finne den optimale intensiteten for fettoksidasjon kan hjelpe til med å miste vekt (fett tap) og i vektvedlikehold, men bevis for dette mangler for tiden.
det er også viktig å innse at mengden

av fett oksidert under trening bare er liten. Fettoksidasjonshastigheter er i gjennomsnitt 0,5 gram per minutt ved optimal treningsintensitet. Så for å oksidere 1 kg fettmasse, er det nødvendig med mer enn 33 timers trening! Å gå eller løpe trening rundt 50-65% Av VO2max synes å være en optimal intensitet for å oksidere fett. Varigheten av trening spiller imidlertid en avgjørende rolle, med en økende betydning av fettoksidasjon med lengre trening. Selvfølgelig har dette også potensial til å øke det daglige energiforbruket. Hvis trening er den eneste intervensjonen som brukes, er hovedmålet vanligvis å øke energiforbruket og redusere kroppsfett. Når det kombineres med et diettprogram, brukes det imidlertid hovedsakelig til å motvirke nedgangen i fettoksidasjon ofte sett etter vekttap (11).

Sammendrag

Høyere fettoksidasjonshastigheter under trening reflekterer generelt god treningsstatus, mens lavt fettoksidasjonshastighet kan være relatert til fedme og insulinresistens. I gjennomsnitt øker fettoksidasjonen ved moderate intensiteter på 50-65% VO2max, avhengig av treningsstatusen til individene(2,8), med økende treningsvarighet, men undertrykkes av karbohydratinntak. De aller fleste kosttilskudd har ikke de ønskede effektene. For tiden er den eneste svært effektive måten å øke fettoksidasjon gjennom trening, selv om det fortsatt er uklart hva det beste treningsregimet er å få de største forbedringene. Til slutt er det viktig å merke seg at det er en veldig stor inter-individuell variasjon i fettoksidasjon som bare delvis forklares av faktorene nevnt ovenfor. Dette betyr at selv om faktorene nevnt ovenfor kan påvirke fettoksidasjon, kan de ikke forutsi fettoksidasjonshastigheter hos et individ.

1. J Appl Physiol 60: 562-567, 1986
2. Int J Sports Med 24: 603-608, 2003
3. Int J Sport Med 26 Suppl 1: S28-37, 2005
4. Am J Clin Nutr 87: 778-784, 2008
5. J Sports Sci 21: 1017-1024, 2003
6. J Appl Physiol 104: 1045-1055, 2008
7. Metabolisme 52: 747-752, 2003
8. J Appl Physiol 98: 160-167, 2005
9. Ernæring 20: 678-688, 2004
10. J Appl Physiol 56: 831-838, 1984
11. Int J Er Relatert Til Disord 17 Suppl 3: S32-36; diskusjon S41-32, 1993